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中國沒有美國那麼多驗證機,殲20的前衛技術在哪驗證?

問:堂主,你在中美反導差距的文章里寫,中美反導投入差距很大,不是簡單試驗幾次就能抹平的。我有個問題,現在我們的三代機和四代機與美國的差距在極速縮小,不過我們都知道,美國人在20世紀八、九十年代可是搞了N多各種技術驗證機的,那我們用於驗證殲-20技術的這些投入體現在哪裡呢?

殲-20需要驗證的技術可以分為幾個方面:第一是邊條鴨式布局的氣動和飛控技術,第二是雷達隱身技術,第三是類似美國寶石台結構的綜合航電技術,第四是飛機大開口、低重量結構設計技術,第五是飛機製造工藝。

就氣動和飛控來說,2001年,殲10總設計機宋文驄老先生髮表《小展弦比高升力布局》,基本上是對殲20的總體方案設計進行了討論。2006年,殲20的飛控系統總師楊朝旭發表《大迎角運動特性分析和試驗》,確認殲20的總體布局失速迎角在75度上下,並且能夠穩定改出。2011年,殲20首架樣機即將轉入試飛院進行鑒定試飛,試飛院發表《超機動飛機飛行控制及大迎角飛行品質研究》,探討如何對殲20超機動飛行品質進行鑒定試飛。2013年,殲20總設計師楊偉發表《迎角快速校準及誤差對控制系統的影響研究》,表明當時無矢量狀態下的殲20已經可以進行40-60度迎角內的試飛。

圖:隨著電傳飛控技術的進步,驗證機再也不需要做做個能帶人的大飛機,一個小的自由飛模型就可以勝任。美國驗證無尾戰鬥機布局的X-36驗證機長5.5米,採用一台威廉姆斯國際F112渦扇發動機,其最大推力為 320 千克,它就是六代機的技術基礎之一。殲-20當然也會用無人機進行氣動驗證,不過小飛機不惹人注意,所以很難被發現。

圖:前衛技術的驗證拿模型好用又便宜,不用像當年那樣找人上去開來冒險。

圖:兔子還有東亞規模最大最先進的風洞群作為科研後盾,萬一有什麼拿不準的方案,就拿去吹啊!

圖:雷達隱身主要通過微波暗室進行測量,可以用縮比模型替代等比例模型。611所只要做個小尺寸的模型送進微波暗室就可以,同時用計算電磁學提供的工具不斷修正飛機外形。這種工作,當然不是外人可見的。

圖:殲-20的航電系統有一架專門的試驗機,其機頭部分和客機相比有明顯變化,而與殲-20非常相似,可以確認就是殲-20的技術試驗機,這也是最確定的殲-20技術積累工具。

圖:美國 F-35 的航電試驗機,大家的手法都一樣。

至於結構設計和工藝技術,這個在飛機製造廠內部不斷進行,但顯然不會有很明顯的技術成果可供拍照,多半會以內部獎勵的形式公開。

問:堂主,055盾艦雷達全平板化了,在戰時會一直保持開機么,會不會很費油費電?如果不是的話,要怎麼提供警戒,靠友軍的話那要盾艦雷達何用?

現代有源相控陣的一個很大優勢就是可以很方便地進行功率管理,比如說有4000多個陣元,我可以平時就只開其中2000個或者更少,這樣也能維持基本的警戒需求。哪怕是PESA雷達也可以通過減少開機時間——比如說左邊的雷達天線開機五秒鐘,切掉功率輸出,再換右邊的天線開機五秒鐘,大家輪著來,因為不涉及物理動作,這樣不斷切換的掃描速度依舊比傳統機械掃描還快,卻不用全面開機,這樣的話耗電量就小很多了。

圖:美國宙斯盾系統的SPY-1雷達是無源相控陣體制,必須有獨立的發射機。提康德羅加級巡洋艦有2個發射機,所以其雷達天線可以分開布置在前後上層建築上。伯克級只有一個發射機,於是4部天線必須都放在艦橋上,而發射機就在駕駛艙後方,或者說主桅杆的下一層。

圖:伯克級的SPY-1D雷達天線。雖然艦上有4個天線,但只有一個發射機,於是四個天線只能輪流發射信號。這樣一來,其功耗自然比2個發射機同時工作的提康德羅加級要小。

當然比起老雷達是沒法比的,比如052D後面那個米波晾衣架,那玩意才3千瓦功耗,僅相當於單個一塊346A大平板功耗的百分之幾。但是電子設備功率越來越大就是趨勢,只有功率大了性能才好,這也是必須的,所以現代軍艦發電能力也越來越強了。

圖:517雷達天線間距2米,波長約為4米,比波長9厘米左右的S波段相控陣雷達的波長大得多,遠距離搜索、反隱身、抗電子干擾能力更強,這也是國內堅持在驅逐艦上安裝它的原因。

圖:伯克級的動力系統分佈,三個綠色塊就是其發電用燃氣輪機。伯克最大推進功率72兆瓦,此時航速30節,那麼20節時需要21兆瓦的推進功率,而其戰鬥時的發電功率約為5兆瓦,,相當於推進功率的25%,當然會嚴重影響航程。

問:堂主,一直默默關注,第一次提問。抗戰時期,國民黨第五軍是唯一的機械化部隊,不談後勤補給等因素,論實力能超過早期那36個日軍甲種師團的戰力嗎?

第五軍是說崑崙關戰役那時候的第五軍吧,是拿著蘇聯人給的武器實現的蘇械化。至於機械化?那真就是想多了……

第五軍這麼大的部隊,哪怕實現二戰蘇聯人說的那種卡車機械化,都不要說裝甲運兵車了,至少也得整五千個汽車吧,整個第五軍能有五百汽車么……實際上統計下來,就400個卡車、40個機車,就那170多個坦克算實打實的機械化裝備。

第五軍主要優勢是加強了坦克部隊,但是剩下的步兵基本是徒步的,炮兵是靠馬拉的,離機械化差遠了。

圖:第5軍200師裝備的坦克,看型號是蘇聯T-26。部分該型坦克一直用到解放戰爭,我軍在定陶戰役中還曾繳獲。

圖:第5軍坦克部隊集結,周圍根本看不到補給的卡車,只有進出停放著一輛三輪摩托,可能是用於執行通信和偵察任務。

圖:崑崙關戰役中行軍時的國民黨軍。就算是二戰的摩托化部隊,也要求部隊乘卡車機動,進入戰場前4、5公里才下車步行。這種長途行軍都靠雙腳的部隊,夠不上任何摩托化步兵的標準,更不用說機械化了。

日本甲等師團的步兵素質高很多,炮兵的摩托化程度差不多,但是訓練好很多,能進行曲射,不像國軍大部分只能直瞄;當然沒坦克是很大缺陷,就武器之類來說是不如第五軍的。但是日軍如果加強坦克部隊的話,實力就差不多,戰力要更強。

這在崑崙關之戰就表現得很明顯了,幾倍的兵力優勢,還不是打糊了……

圖:日軍增援部隊向崑崙關方向開進,圖中左側是一輛94式輕型裝甲車,該車戰鬥全重3.45噸,主要用於指揮、聯絡、搜索、警戒等作戰任務,也可用作火炮牽引車或彈藥搬運車。1936年建立了步兵師屬94式輕裝甲車中隊 (相當於連),每個中隊編有6~10輛坦克,主要用於執行偵察任務。1937年開始組建13個獨立的輕裝甲車中隊,中隊轄4個小隊(相當於排),裝備17輛超輕型坦克。

問:堂主我要提問,以美國的科技實力,能不能研發一款能飛到3馬赫甚至4馬赫還具有空戰能力的戰鬥機,這種戰鬥機如果真的出來了,對現在的空戰格局有多大影響?

三馬赫,四馬赫,現在很大的一個問題就是不隱身了……灼熱的噴流還有氣動加熱,都會導致其在雷達上是個巨大的目標。歷史上SR-71號稱也是有隱身設計的,但往往在雷達視野邊緣就被發現了,目標實在是太醒目。而且這麼熱,連紅外探測系統在迎頭方向的探測距離,都快趕得上對其他戰鬥機的尾追發現距離了,這等於就是在夜裡高舉著火把高喊:打我啊,打我啊。

圖:570華氏度相當於300攝氏度,2倍音速時的機頭只有70-80攝氏度,巨大的溫差必然導致巨大的發現距離差異。

攔截高速目標,是1960年代的顯學,放到現在更不是啥難題了。現在的超巡講究的是快速隱蔽進入戰場,沒隱蔽性了那高速也就沒啥用。

圖:美國空軍先進戰術戰鬥機項目從1960年代開始起步,到1980年代初確認以對空為主,此前的概念里以對地為主。所以在ATF早期概念方案中,有好幾個長得跟SR-71很像,就是為了以3倍聲速衝進目標區投彈。

現在美國人也在強調高速,但是他們強調的是相對於F-22更高的巡航速度和超巡時間,也就是可以用1.8馬赫飛個千把公里這樣的需求,跟超高速飛機還是區別很大的。

圖:美國早期公布的六代機想象圖,這樣子的全向隱身能力得到很大提高,但要說能持續飛3-4馬赫,那還是算了。如果真要這麼高的速度,機翼和尾翼就不會長這個樣子。

圖:六代機的重要裝備是變循環發動機,它要求的是在亞音速和兩倍音速都有很好的表現,亞音速油耗低,兩倍音速推力大。至於更高速度?那是火箭基變循環發動機的事情,給空天飛機準備的,不是戰鬥機。

真搞一個持續3馬赫速度飛行的戰鬥機……那不就是米格-25嘛,又對空戰有啥大影響了,啥都沒有。

問:請堂主接招! 一艘五萬噸的常規中型航母帶36架戰鬥機以及十來架直升機,一個波次可以放出約十二架飛機。那麼兩艘中型航母的載機量可到72架,一個波次可以放出24架飛機,這個數字已經不輸十萬噸的大型核動力航母,各方面成本還更低,並且可分可合,使用也比大型航母方便,那麼一定要發展大型核動力航母嗎?理由是什麼?

為什麼會覺得中型會便宜?這是沒有道理的事情。跟大量的昂貴設備比起來,那點鋼材算錢么。一萬噸優質船鋼也就兩千萬美元而已,這才值得幾個錢?

圖:圖中央一排就是福特級二號艦肯尼迪號的船體分段。雖然航母結構強度很大,但和集裝箱船、散貨船比並沒有質的改變,船體價格並不是很貴。尤其是造船大國,不像美國那樣造船業基本覆滅,因此什麼船價格都很高。

而且你的中型航母都是常規動力的,那幹嘛不對比常規動力的超級航母,而是對比核動力?一條八萬噸的小鷹級可以攜帶超過60架戰鬥機,一次最大出動可以放出20幾架,比遼寧和國造第一艘加起來都強多了,而且比兩條船便宜多了。

圖:堂主製作的10萬噸滑躍航母甲板想象圖,有3個起飛通道,一次可以出動35架殲-20戰鬥機。

圖:6萬噸的遼寧號即使在理想狀態下,一次也只能出動16架殲-15。殲-15的翼展小於殲-20,出動量還大一些,換成殲-20可能只有14架。這樣對比就很明顯了,10萬噸航母一次出動35架,2艘6.5萬噸航母一次出動28架,前者完勝。

多的不說,兩條船兩套相控陣多少錢?兩條船要五千多水手,小鷹只要3000多,那光工資一年能省多少錢?兩條船總推進功率40萬馬力,小鷹才28萬馬力,這又是多少錢?

圖:國內航母配了四面相控陣,美國福特配了美國唯一一套雙波段雷達,可見航母對信息搜集能力的要求是很高的,配套的信息處理要求也低不了。電子信息系統每艘船都要裝一整套,船大船小區別不大,自然是船越多花的越多。而電子系統,基本要佔到軍艦價格的半數以上。

航母一定是越大性能越好,10萬噸航母戰鬥力相當於四條5萬噸航母,至少20條2.5萬噸航母,而價格可能也就一條半五萬噸而已,這是完全沒法比的。

圖:美國海軍幾十年來做過不少小型航母方案,這是為了解決大型航母數量少、控制面不足的問題,但最終都沒有進入建造階段,反而是兩棲攻擊艦造了不少,用它來彌補航母數量不足的問題。

迷你踢館

問:堂主你好請問俄羅斯還有能力建造現代級軍艦嗎,就是90年代賣給的那四條,如果能建造出來,能力比當時有提升嗎?

毛子現在的技術頂點可以參看22350,雖然還存在很多問題,比現代級還是先進很多的……之前也說過,毛子現在的首要任務是恢復海上活動能力,所以造一堆小船維持行動,大中型水面艦艇雖然缺乏造船設施,倒也不是完全造不出來。

圖:22350的燃氣輪機主機,因為禁運,所以該型艦隻能建造一艘,再造的話可以從買主機。它在電子設備方面也有缺項,可能需要從買T/R組件以替代韓國貨。

問:我軍地雷當年在對付越軍方面的效果好像沒看到報道,至少沒有專門報道,所看到的都是後來炸死炸傷我邊民以及排雷士兵的新聞。可否介紹一下我軍地雷在自衛反擊戰中的戰例和戰果?

地雷的作用實際上不是炸死炸傷多少人,而是封鎖住道路讓你無法利用,就像水雷陣的作用就是逼的戰列艦無法靠近海岸一樣。而且在陣地前沿布置了地雷,那敵方在進攻前就得排雷,那就等於有了提前預警時間,不會被打個措手不及。

問:堂主,當今世界中美俄三足鼎立,三個國家領土面積也十分大,可是為什麼面積同樣巨大的加拿大在國際政治、經濟、軍事舞台怎麼覺得不是很重要,甚至不如歐洲小國?

因為加拿大那只是理論上面積大,實際上他適合居住的只有靠近美國邊界那一條狹長地帶……北方那基本都是凍土區域,工業開發都非常困難,更不要說建立城市了。

圖:加拿大人口密度分佈,可見其繁華區也就是五大湖區下游那一條,然後中西部略有一點人,其他地方都是無人區,這種區域再大對國力的幫助也很小。

問:戰狼2中僑胞被屠殺,軍方以軍隊不能進入交戰區為由沒有派出軍隊,那現實中這種情況軍隊會介入么?

這裡有個法律問題吧……前兩年的法國出兵干涉馬里亂局,也是等馬里政府發出邀請才出兵助剿。要是誰都以保護僑民為理由就能介入別國衝突,那不就和當年帝國主義干涉一樣了?最後那段巡航導彈開火,可能就是通過幕後外交努力終於拿到合法射擊的許可,才開火,當然這個跟劇情無關,所以影片也沒表現出來。

問:請問堂主,刀為什麼是彎的,刀和劍相比優劣在哪裡?

刀彎曲是利於劈砍,這樣攻擊範圍大,但是劈砍對披甲的敵人基本沒用,也很難致死殺傷。

而劍直的可以用來突刺,這樣殺傷力大,而且能破甲,不過生產相對複雜。近代來說,歐洲重騎兵就用單刃的直劍,這樣衝擊威力大,而輕騎兵則是彎刀適合亂斗。

圖:彎曲的刀用來砍,這時候騎兵從目標側面掠過,人右臂伸出馬刀向外斜展開,依靠馬的速度將刀刃撞到目標上,將其軀體拉開。如果是單刃劍/直刀,則是胳膊收緊、刀尖對著前方。

問:糖主,戰機被紅外導彈鎖定咋預警,預警距離在多少範圍,戰機釋放紅外干擾有多大效果。

預警是靠探測導彈發射的尾焰來實現的,距離大概就是幾公里,對付老彈來說有一定幾率可以干擾,但是對新的成像彈基本沒用。

問:堂主,覺得vss消聲狙擊步槍和svd狙擊步槍很像,兩者是不是有什麼關係?

實際上蘇聯戰後自動武器,幾乎完全建立在各種AK變種的基礎上。這倆都是一樣的AK變種,所以看起來很像了……

問:我想問幾個槍械問題,81杠退役後去哪兒了?另外二戰德國MG 42如此之成功為什麼,現代各國服役的機槍還有這麼高射速的嗎?

回爐或者進庫房了,都是常規流程,還有壽命的就存起來備用,壽命快到的就化鐵。MG42算不上特別成功,主要是引入了新的通用機槍概念。至於射速,對於步兵武器來說高了反而不好,射速太高可控性就差了,所以MG42三腳架非常笨重,而同樣的通用機槍M1919A6用的三腳架就很輕。

圖:MG42射速1500發/分,三腳架重20.5公斤。

圖:M1919A6射速500發/分,三腳架重6.5公斤。



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